毫無疑問，寬帶隙 (WBG) 技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 晶體管正迅速成為工業(yè)、消費(fèi)類及其他電源應(yīng)用領(lǐng)域的首選器件。

不同于硅，SiC 和 GaN 技術(shù)尚不成熟，因此由于制造商的每一代產(chǎn)品都有性能改善，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍在不斷變化。例如，市場上有不同制造商生產(chǎn)的第一代、第二代和第三代 SiC 器件，每一代都需要不同的電壓組合來開啟和關(guān)閉器件。

這對柵極驅(qū)動器和用于給柵極驅(qū)動器供電的隔離 DC/DC 轉(zhuǎn)換器來說都是一個問題。這些 DC/DC 轉(zhuǎn)換器通常使用內(nèi)置變壓器來實(shí)現(xiàn)隔離。變壓器設(shè)計(jì)有固定的降壓比，以供應(yīng)適合所用柵極驅(qū)動器的偏置電壓。

因此，需要兩個 DC/DC 轉(zhuǎn)換器：一個轉(zhuǎn)換器為一個 SiC 器件提供 +15 V 和 -8 V 的開啟和關(guān)閉電壓；另一個轉(zhuǎn)換器為另一個 SiC 器件提供 +15 V 和 -3 V 的電壓。如果這兩種組合都有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，則不成問題，但如果需要全新的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，則可能會影響工作計(jì)劃，并可能需要進(jìn)行安全認(rèn)證。由于產(chǎn)量較低，單位成本也有可能會上升。

R24C2T25 可簡化 SiC 的選擇和評估過程

借助 RECOM 的一款新型產(chǎn)品，客戶能夠評估和使用多種類型的 SiC 功率晶體管，無需耗時(shí)耗資的設(shè)計(jì)更改。這款 R24C2T25 隔離 DC/DC 轉(zhuǎn)換器采用對稱穩(wěn)壓輸出，適用于 IGBT、Si、SiC 和 GaN 共源共柵柵極驅(qū)動器?？赏ㄟ^外部電阻網(wǎng)絡(luò)對輸出進(jìn)行編程。

一路輸出電壓范圍可設(shè)置在 +2.5 至 +22.5 VDC，另一路可設(shè)置為 -2.5 至 -22.5 VDC，總正負(fù)電壓范圍為 18 至 25 VDC，例如 +15/-3 V，以高效驅(qū)動 SiC 柵極。

可編程性不僅支持客戶選擇不同的 SiC 器件，還能在開發(fā)階段為客戶帶來額外的靈活性。例如，客戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試來調(diào)整所選 SiC 器件的開關(guān)電壓，并決定要在哪個電壓下進(jìn)行開關(guān)。電壓保持在 +/-1.5% 范圍內(nèi)，防止過電壓和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)境溫度高達(dá) 82°C 時(shí)可提供的最大可用功率為 2 W，環(huán)境溫度為 75°C 時(shí)可提供 2.5 W 輸出。即使封裝在最高額定溫度 125°C 時(shí)，轉(zhuǎn)換器仍然可以提供有用的降額功率。

R24C2T25 的隔離電壓為 3 kVAC/1 min，具有 3.5 pF 的超低耦合電容和 +/-150 V/μs 的共模瞬態(tài)抗擾度。所以這款產(chǎn)品非常適合為具有快速 dV/dt 和 dI/dt 電源開關(guān)邊沿速率的高側(cè)柵極驅(qū)動器供電。 R24C2T25 提供軟啟動、輸入欠壓和過電壓鎖定、熱關(guān)斷和輸出過功率保護(hù)。還提供輸出過電壓和欠壓鎖定功能，以確保功率器件不會受到無效柵極電壓的影響。提供電源良好信號的同時(shí)還提供開/關(guān)控制，且產(chǎn)品進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)，電流消耗低于 700 μA。

除了可編程性，同其前代產(chǎn)品相比，R24C2T25 還有其他進(jìn)步：使用了表面安裝技術(shù) (SMT)，采用尺寸為 7.5 x 12.83 mm 的緊湊型 36 引腳 SSO 封裝。設(shè)計(jì)人員非常需要表面安裝封裝技術(shù)，因?yàn)榕c等效的通孔器件相比，該技術(shù)具有諸多優(yōu)勢：

·        空間效率高：SMT DC/DC 轉(zhuǎn)換器的尺寸通常較小，便于實(shí)現(xiàn)更緊湊的設(shè)計(jì)。這對于電路板空間有限的應(yīng)用（如便攜式設(shè)備或小型電子產(chǎn)品）至關(guān)重要。

·        功率密度高：表面安裝封裝有助于提高 PCB 上的功率密度，能夠在給定空間內(nèi)創(chuàng)建性能更強(qiáng)大的轉(zhuǎn)換器。

·        散熱性能改善：直接接觸 PCB 會增強(qiáng)導(dǎo)熱性，從而提高散熱性能。

·        高頻性能增強(qiáng)：SMT 技術(shù)可縮短引線長度并減少寄生效應(yīng)，有助于提高轉(zhuǎn)換器的高頻性能。這對于需要快速開關(guān)速度的應(yīng)用十分有利。

·        自動化組裝：表面安裝技術(shù)支持自動化組裝工藝，從而提高 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)效率和成本效益。

·        重量更輕：SMT 封裝通常比通孔封裝更輕，對于重量為關(guān)鍵因素的應(yīng)用（如航空航天或汽車應(yīng)用），這一點(diǎn)非常有利。

·        電磁干擾 (EMI) 減少：SMT 元件具有較短的引線和緊湊型布局，有助于最大限度地減少電磁干擾，提高系統(tǒng)的整體電磁兼容性 (EMC)。

·        生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)高效：自動化組裝和較小的尺寸規(guī)格可以縮短生產(chǎn)時(shí)間并降低材料成本，因此有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)。

·        元件密度更高：SMT 封裝支持在 PCB 上采用更高的元件密度，從而能夠?qū)⒏郊犹匦曰蚬δ芗傻酵豢臻g中。

隔離 DC/DC 轉(zhuǎn)換器應(yīng)用

R24C2T25 非常適合各種應(yīng)用。

·        工業(yè)自動化：機(jī)器人、電機(jī)驅(qū)動、電源逆變器和電弧焊

·        建筑和智能家居：HVAC

·        電力和能源：  風(fēng)力渦輪機(jī)、光伏陣列和電池管理系統(tǒng)

·        數(shù)據(jù)通信和電信：計(jì)算、數(shù)據(jù)中心和無線數(shù)據(jù)傳輸

·        基礎(chǔ)設(shè)施：交通管制、鐵路和商用車輛

結(jié)論

提供精確的柵極驅(qū)動器電壓至關(guān)重要，特別是對于最新一代的 SiC 器件而言。借助 R24C2T25 隔離 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的可編程輸出特性，客戶能夠評估不同的器件并設(shè)置最佳電壓電平，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率和安全性的最佳組合。表面安裝封裝技術(shù)還具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括提高效率、增強(qiáng) EMI 性能以及縮小設(shè)計(jì)尺寸。